بخشی از مقاله
چکیده
ایران با تولیدی بالغ بر ٣ میلیون تن انواع مرکبات به عنوان ششمین کشور تولید کننده مرکبات جهان شناخته می شود . حدود ١٠٠ هزار تن از این مرکبات به صنایع تبدیلی مرکبات که محصول اصلی آن آب میوه و کنسانتره می باشد وارد می گردد . طبق دادهای تجربی حدود نیمی از این مرکبات به عنوان ضایعات از خط تولید خارج می گردد که این ضایعات شامل مقادیر زیادی پکتین، الیاف خوراکی، روغن هسته، اسانس، اسید سیتریک و ترکیبات داروئی متعددی می باشد .
در این تحقیق، با انجام آزمایشات لازم بر روی مرکبات مختلف، میزان تفاله حاوی پکتین و الیاف خوراکی اندازه گیری شد و نمونه های آزمایشی از هر یک از مواد فوق تهیه و شرایط آن بهینه گردید. سپس با طراحی اولیه خط تولید محصولات جانبی صنایع تبدیلی، برآورد اولیه اقتصادی بر مبنای میزان ضایعات یکی از کارخانجات تولید کنسانتره که ٧٥٠٠ تن در سال می باشد انجام شد. بر اساس محاسبات انجام شده نرخ بازگشت سرمایه ٣٠ درصد و نقطه سر به سر در ٢٥ درصدی تولید اسمی می باشد. با گسترش دادن این مقدار ضایعات به کل ضایعات صنایع تبدیلی کشور می توان به ارزش بالای اقتصادی این صنایع پی برد که علاوه بر سوددهی بالای خود از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری می کنند. .
کلمات کلیدی : محصولات جانبی، ضایعات مرکبات، پکتین، اسانس، الیاف خوراکی، روغن هسته مرکبات
مقدمه
حدود ٥٠ درصد وزن مرکبات تحویل داده شده به کارخانجات صنایع تبدیلی، بصورت تفاله و یا ضایعات خط تولید می باشد. از بین محصولات جانبی قابل تولید از تفاله خط تولید صنایع تبدیلی مرکبات، پکتین از جایگاه ویژه ای برخوردار است چراکه پکتین در صنایع غذایی، صنایع دارویی و مصارف پزشکی کشور به عنوان یکی از مواد اولیه ضروری مطرح می باشد. در سال ١٨٢٥ برای اولین بار واﮊه پکتین توسط بارکونات که یک شیمی دان فرانسوی است بکار برده شد، این لغت از کلمه یونانی پنکستوز به معنی لخته اقتباس شده است. آرسلن و توجگرال ب١م روی استخراج پکتین از پوست گریپفروت توسط اسید رقیق به مقدار ٢٥ برابر وزن ماده خشک پوست گریپفروت تحت شرایط ٨٥ درجه سانتیگراد، ٥/٢ = دژ و زمان استخراج ٩٠ دقیقه تحقیق کردند و راندمان استخراج پکتین را ١/٢١ درصد ماده خشک بدست آورند. آنها همچنین تاثیر دما و غلظت را بر روی ویسکوزیته محلول پکتین بررسی کردند.
از دیگر محصولات جانبی تفاله مرکبات الیاف خوراکی می باشد که از باقی مانده استخراج پکتین بدست می آید. الیاف خوراکی یک نوع ماده خوراکی با حجم زیاد و انرﮊی کم می باشد . این الیاف از سلولزها ، شبیه سلولزها ، پکتینها صمغها و بافتهای گیاهی تشکیل شده اند . این الیاف اصولاﹰ بدون تغییر از ناحیه معده گذشته و وارد روده میشود و معمولاﹰ در روده تحت عمل هضم قرار میگیرند . این الیاف در منابع طبیعی مختلفی مانند غلات، حبوبات، میوه جات، چغندر قند و سبوسها یافت میشوند . این ماده با توجه به گسترش صنایع غذایی و دارویی کاربردهای وسیعی یافته است . از جمله کاربردهای آن افزایش حجم غذا بدون افزایش کالری آن، بالا بردن کیفیت محصولات غذایی از نظر طعم و مزه ، نگهداری روغن ورطوبت ، کنترل ویسکوزیته ، پایداری حالت امولسیون محصولات تعلیق مایع درمایع ، تهیه گوشت های همبرگر می باشد. همچنین از خواص دارویی آن می توان به موارد زیر اشاره کردب ٢ ،٣ ، ٤م:.
١- تامین سلامتی بدن از طریق جذب اسید صفرا.
٢- جذب ترکیبات سمی روده.
٣- جذب آب که باعث افزایش سرعت انتقال از روده میشود.
٤- تنظیم کلسترول خون.
٥- تاخیر در جذب گلوکز.
٥- محافظت دستگاه گوارش دربرابر بعضی از بیماریها مانند سرطان . ٦- جلو گیری از افزایش وزن به علت پایین بودن میزان کالری آن.
میگوئل و بلوسو ب٤م استخراج الیاف خوراکی از تفاله پرتقال را بررسی کردند و خواص فیزیکی و شیمیایی الیاف خوراکی را تعیین کردند. آنها گزارش دادند که تفاله پرتقال حاوی ٩/٣٦ – ٤/٣٥درصد ماده خشک می باشد که این ماده خشک شامل ٣/١٦ – ٧/١٥ درصد پکتین، ١/١٨-٦/١٦ درصد سلولز و همی سلولز و ٣-٢/٢ درصد لیگنین می باشد. اسانس نیز یکی دیگر از محصولات جانبی صنایع تبدیلی می باشد. بنابر اطلاعات آزمایشگاهی حدود ۳۱ درصد وزنی میوه تازه پوست می باشد و در صورتی که قبل از آب گیری عمل پوست گیری انجام و پوست نازک وارد مرحله استخراج اسانس شود بازده و کیفیت آن بسیار بالا می باشد . اسانس موجود در پوست بوسیله تقطیر با بخار آب استخراج می شود . حدود۵۲/۱ درصد این پوستهای مرطوب اسانس خالص قابل استخراج است . از محصولات جانبی مرکبات به روغن هسته مرکبات نیز می توان اشاره کرد . هسته های پرتقال که ۷/۱ درصد وزنی پرتقال تازه را تشکیل می دهند بعد از مرحله آبگیری جداسازی شده و وارد مرحله روغن کشی می شوند. طبق داده های تجربی این هسته ها شامل ۰۴ درصد روغن می باشند و تفاله هسته ها به عنوان خوراک دام مصرف می شود و در صنایع آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد
شرح آزمایشات
در این بخش با انجام آزمایشات لازم بر روی مرکبات مختلف، میزان تفاله حاوی پکتین و الیاف خوراکی اندازه گیری شد . سپس نمونه های آزمایشی از هر یک از مواد فوق تهیه و راندمان تولید بهینه گردید . لیمو شیرین ، لیمو ترش و لیمو ترش خاکی از بازار اصفهان خریداری شدکه پس از جدا کردن پوست نازک ، خرد کردن میوه ، آب گیری و خارج کردن قندهای محلول پکتین میوه ها استخراج گردید . لیمو ترش به علت داشتن پکتین بیشتر به عنوان ماده اولیه آزمایش انتخاب شد. همچنین از بین تفاله و پوست ، تفاله به علت داشتن پکتین بیشتر به عنوان خوراک انتخاب گردید. مراحل تولید پکتین عبارتند از استخراج پکتین از تفاله بوسیله اسید رقیق ، ترسیب پکتین محلول در اسید با الکل ، جداسازی دو فاز الکلی و اسیدی و خشک کردن پکتین تحت شرایط خلا . شکل ١ نمودار شماتیک فرآیند استخراج پکتین را نشان می دهد .
١-مرحله آنزیم بری ٤-مرحله استخراج پکتین با اسید
٧-جداسازی فازها - بازیابی الکل -
٢-مرحله شستشوی قندهای محلول
٣- عملیات فیلتراسیون
٥- عملیات فیلتراسیون سوسپانسیون
٦-مرحله ترسیب پکتین
٨- عملیات فیلتراسیون
٩-خشک کردن پکتین
١٠-تبخیر
